銅包鋁線生產(chǎn)工藝

1、 銅包鋁 copper clad aluminium 簡稱cca 是在鋁芯上同心包覆一層等厚銅帶，使其在拉拔過 程中形成冶金結(jié)合而得到的，性能穩(wěn)定的，雙金屬 復(fù)合導(dǎo)體。 v銅包鋁概念 u 銅包鋁介紹 v銅包鋁概念 v固相結(jié)合機(jī)理 v銅包鋁生產(chǎn)工藝流程 v固相結(jié)合機(jī)理 丹麥學(xué)者 n bay u 銅包鋁介紹 v銅包鋁概念 v固相結(jié)合機(jī)理 v銅包鋁生產(chǎn)工藝流程 什么叫“冶金結(jié)合”？ 大變形量拉伸新鮮表面外漏 并相互接觸 銅鋁表面原子 在微觀達(dá)到原 子間距離 相互吸引形成 原子鍵 建立結(jié)合點(diǎn)擴(kuò)散滲透 原子間化合物進(jìn)一步拉拔增大結(jié)合強(qiáng)度 (a) 不結(jié)合照片 銅 界面空隙 (b) 結(jié)合照片 銅 鋁 界面擴(kuò)

2、散層 鋁 預(yù)處理包覆焊接 過程拉伸 熱處理光線拉伸及 渦流探傷 清洗及收線 成品 u 銅包鋁介紹 v銅包鋁概念 v固相結(jié)合機(jī)理 v銅包鋁生產(chǎn)工藝流程 v銅包鋁生產(chǎn)工藝流程 對接電鍍 u 預(yù)處理 v目的 v鋁桿加工 v銅帶分切 v鋁桿加工 表1 鋁桿化學(xué)成分表 sifecuv + ti + mn + cr 其他元素 al 每種總和 不大于(%)不小于(%) 0.110.250.010.020.020.199.6 表2 鋁桿型號及性能要求 型號抗拉強(qiáng)度（mpa）延伸率 (%)，min 20電阻率 （mm2/m），max a280110120.02780 a495115100.02780 a6110

3、13080.02780 電工圓鋁桿 gb/t 3954-2001 u 預(yù)處理 v目的 v鋁桿加工 v銅帶分切 v銅帶分切 t2純銅帶 gb/t 11091-2005 表3 t2純銅帶化學(xué)成分表 代號化學(xué)成分（%） t2 pagbi2sb2as2fe cu （min） -0.0010.0020.0020.00599.90 nipbsnszno -0.005-0.005-0.005 表4 t2銅帶性能參數(shù)表 型號抗拉強(qiáng)度（mpa）延伸率 (%)，min 20電阻率 （ mm2/m），max t2240350.01760 u 預(yù)處理 v目的 v鋁桿加工 v銅帶分切 v銅帶分切 放大 收卷器 圖1 銅

4、帶分切示意圖 刀具 放大 u 焊接工藝 v焊接工序工藝流程 v焊機(jī)類型、特點(diǎn) v焊接工序工藝流程 鋁桿 銅帶 清洗擦干表面刷磨 較直 打磨氬氣保護(hù) 水冷系統(tǒng) 較直 包覆成型 氬弧焊接 圖2 焊接工序流程示意圖 u 焊接工藝 v焊接工序工藝流程 v焊機(jī)類型、特點(diǎn) v焊接工序工藝流程 1 3 4 5 2 1-鎢針 2-氬氣保護(hù) 3-銅覆層 4-氬氣層 5-鋁芯 圖3 包覆焊接示意圖 包覆焊機(jī)根據(jù)整形輪不同分為 10焊、14焊和18焊 u 焊接工藝 v焊接工序工藝流程 v焊機(jī)類型、特點(diǎn) v焊機(jī)類型 km生產(chǎn)線 -連續(xù)作業(yè)及全程自動控制 -實(shí)現(xiàn)連續(xù)生產(chǎn)，保證了無接點(diǎn)和少接點(diǎn)產(chǎn)品 -解決了國內(nèi)包覆設(shè)備，

5、焊接穩(wěn)定性差、 單盤重量小、可控性差等問題 -為生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品提供了保證 類型方式拉絲劑比較 單盤拉機(jī)干拉法拉絲油效率低 靈活性好，倒盤周轉(zhuǎn)時易磕碰傷，損 傷線體。 聯(lián)罐拉伸干拉法拉絲油效率高 后續(xù)連續(xù)拉拔，冷卻不好，溫度高， 影響線材性能。 水箱拉伸濕拉法乳化液效率高 拉伸盤及線體一直處于乳化液冷卻狀 態(tài)下，降低了線體表面溫度，可實(shí)現(xiàn) 高速拉伸。 u 拉伸工藝 v拉伸設(shè)備 v模具角度對線材性能 的影響 v體積比不變 v拉伸設(shè)備 表5 拉伸設(shè)備比較 u 拉伸工藝 v拉伸設(shè)備 v拉伸中線材性能的影 響因素 v體積比不變 v拉伸中線材性能的影響因素 模 模 模 模 死區(qū) 形成死區(qū) 形成切削材料流動

6、拉力 模角 中心開裂 圖4 模具角度與拉力的關(guān)系曲線 調(diào)整模具角度 控制同步延伸更早進(jìn)入結(jié)合狀態(tài) 改變縮經(jīng)量 圖5 不同線徑銅包鋁線銅層體積比對比照片 v拉伸過程中銅鋁體積比不變 u 拉伸工藝 v拉伸設(shè)備 v模具角度對線材性能 的影響 v體積比不變 0.2 100 3.02 32 鋁鋁 銅銅 拉伸縮徑過程中，體積比不變 規(guī)格 實(shí)測線徑 （mm） 鋁芯直徑 （mm） 銅層厚度 （mm） 銅層體積比 （%） 線徑mm體積比% 5.08105.0794.7710.15411.76 1.89101.8931.7790.05711.68 2.05152.0551.8810.08716.22 0.5015

7、0.5050.4630.02115.94 3.00203.0102.6900.16020.13 1.02201.0170.9090.05420.07 astm b566 銅包鋁國際標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定812%為10體積比, 1317%為15體積比； 新國標(biāo)中規(guī)定1822%為20體積比。 v拉拔過程中銅鋁體積比不變 u 拉伸工藝 v拉伸設(shè)備 v模具角度對線材性能 的影響 v體積比不變 u 熱處理工藝 cca抗拉強(qiáng)度（mpa）延伸率(%) 退火前23025015 退火后1001202030 v退火方式及線材性能對比 v退火方式及線材性能 對比 v大變形量對退火線的 影響 退火種類方式比較注意 井式、鐘罩 式

8、 框式 惰性氣體保護(hù)，氣氛強(qiáng)制循環(huán)對 流傳導(dǎo)，使線體受熱均勻。 冷卻到70以下， 防止線體表面氧化 管式在線 連續(xù)退火，退火溫度和速度即時 控制，退火線性能易于調(diào)節(jié)，產(chǎn) 品性能穩(wěn)定。提高效率 3.0以下線徑 尼霍夫在線 拉拔過程中退火，加熱時間迅速， 抑制擴(kuò)散。提高效率 u 熱處理工藝 v大變形量對退火線的影響 v退火方式及線材性能 對比 鋁 銅 銅鋁過渡層錯位 鋁 銅 銅鋁過渡層 (b) 變形后 500 鋁 銅 銅鋁過渡層斷裂 (a) 變形前 500 銅 鋁 銅鋁過渡層 結(jié)論：退火線不能再進(jìn)行大變形量變形 v大變形量對退火線的 影響 u 成品工藝 v成品工序流程 v工序流程 v對接、電鍍 v

9、清洗及收線包裝 光線拉伸渦流探傷 對接電鍍 清洗收線包裝 u 成品工藝 v對接、電鍍 規(guī)格線徑接點(diǎn) 抗拉強(qiáng)度(mpa)延伸率（%）電阻率（ mm2/m） 標(biāo)準(zhǔn)138標(biāo)準(zhǔn)15標(biāo)準(zhǔn)實(shí)際 15a2.185 無11230.0 0.02676 0.02503 有11219.50.02518 10a2.896 無10529.5 0.02743 0.02567 有10216.00.02580 v工序流程 電鍍后表面還原 v對接、電鍍 v清洗及收線包裝 對接線環(huán)狀漏鋁 規(guī)格最大重量(kg) 10209501000 950750780 780400420 600150200 v清洗及收線包裝 u 成品工藝 v光線拉伸和渦流探傷 v對接、